CN117949639A - 一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，涉及边坡防护试验领域，包括箱体、位于箱体内的挡土墙试样，还包括可拆卸连接在箱体侧壁的背板、位于箱体内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样与背板之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样所受压力的压力传感器、用于监测挡土墙试样位移的位移传感器、用于监测挡土墙试样与背板之间孔隙压力的孔压计。本发明提供一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，以解决现有技术中装配式挡土墙的模型试验技术环境不可控、无法移动，以及无法得到精确试验数据等问题。

Description

一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及边坡防护领域，具体涉及一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法。

背景技术

装配式挡土墙可解决传统边坡挡土墙造价偏高、占地面积多、施工耗材多、不适应软地基、施工速度滞后、景观视觉效果差、破坏生态系统、不可重复使用等问题。装配式挡土墙通过内部填充基质，结合预制件的自重进行挡墙防护，实现了挡墙防护的柔性特性。

对于装配式挡土墙的效果验证，一般通过在现场设置模型进行原位试验得到，其准确性需要配套模型试验进行验证。现有模型试验一般是将挡土墙缩小后安装在现场边坡前方，观察对现场边坡土体的防护效果。这种现有技术虽然能够利用现场土体进行验证，但是依然存在诸多弊端，如：（1）环境不可控、受现场天气影响较大，无法快速模拟降水、积水等对边坡的干扰，进而无法验证不同降水、积水对挡土墙效果的影响；（2）只能肉眼观察防护效果，无法精确得到力学与位移数据；（3）一般随当前道路（如高速公路或轨道）段施工结束后拆解挡土墙试样，试验时间较短，验证能力较弱；（4）难以验证装配式挡土墙抵抗地震作用的效果等。

综上，有必要对现有技术中装配式挡土墙的现场模型试验进行改进优化。

发明内容

本发明提供一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，以解决现有技术中装配式挡土墙的模型试验技术环境不可控、无法移动，以及无法得到精确试验数据等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体、位于箱体内的挡土墙试样，还包括可拆卸连接在箱体侧壁的背板、位于箱体内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样与背板之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样所受压力的压力传感器、用于监测挡土墙试样位移的位移传感器、用于监测挡土墙试样与背板之间孔隙压力的孔压计。

针对现有技术中装配式挡土墙的模型试验技术环境不可控、无法移动等问题，本发明首先提出一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，本装置采用箱体作为装配式挡土墙模型试验的装置，在箱体内设置挡土墙试样与背板，便于在背板与挡土墙试样之间填充现场土体进行模拟。箱体内部设置基础组件，通过基础组件模拟现场边坡下方的岩土体；并且基础组件具有积水能力，能够模拟降雨量较大时的下方积水或地下水位上涨等情况。喷淋组件位于挡土墙试样与背板之间区域的上方，用于对填充的现场土模拟降雨环境，通过喷淋组件可模拟不同降水量的气候环境。此外，本装置还可通过压力传感器、位移传感器、孔压计分别对试验过程中挡土墙试样受到的压力、挡土墙试样的位移、土体孔隙压力进行实时监测，其中的压力传感器、位移传感器、孔压计可采用现有技术，本申请并不对上述传感器本身提出改进。

可以看出，本装置相较于现有技术而言：将传统的现场试验方式改变为在试验箱体中进行，试验环境稳定可控，不再受现场天气影响，可人为快速模拟降水、积水等作用在边坡或基础的模型上，进而验证不同降水、积水对挡土墙性能的影响；能够得到连续且精确的压力、位移等数据，为工作人员验证挡土墙性能提供科学合理的依据，克服了现有技术仅能通过肉眼判断的不足；通过箱体进行试验，箱体可随道路施工进度而不断移动位置，或直接将箱体放置在办公区域附近，因此克服了当前段道路施工完成后需要拆解挡土墙试样的问题，可利用整个道路的施工工期对该装配式挡土墙的效果进行充分验证，更加提高现场验证的准确性和可靠性。

进一步的，所述基础组件包括固定在箱体内部底面的基台、堆砌在所述基台上的承台，所述挡土墙试样的底端插入所述承台内，所述背板底面位于所述基台顶面，且所述承台侧面与所述背板抵接；所述基台顶面设置滤水板、滤水板下方连通排水通道，所述排水通道延伸至箱体外部。

本方案中的基台作为箱体内部的固定结构，始终保证将挡土墙试样、背板抬离底面安装，有利于排水。承台优选的由现场土体堆砌而成，用于模拟边坡下方的岩土体，同时其内部可适当积水以模拟地下水聚集的工况。多余的水分经滤水板进入下方的排水通道，排出至箱体外部，避免箱体内部湿度过高影响岩土体或承台的物理性质。

此外，挡土墙试样的底端插入承台内，可充分模拟装配式挡土墙在现场装配的状态，使其底部相对稳定，更有利于位移传感器准确监测挡土墙试样表面形变而产生的局部位移，更加有利于作业人员掌握挡土墙的受力与形变情况。

进一步的，所述基台内部开设腔体、腔体内设置十字滑台，所述十字滑台上滑动配合有激励组件。

本方案在基台内部开设腔体，使得激励组件位于腔体内部，通过激励组件发出激励、模拟地震波的作用，进而验证挡土墙试样的抗震效果，有利于对比判断在地震作用前后，边坡、以及挡土墙各自的受力或位移变化情况。激励组件在基台内的腔体中，可有效模拟地震波自下方传递的方式，相较于从外部或顶部震击箱体的加载方式而言，模拟效果更为真实可靠。同时腔体的容积可根据需要适应性设置，激励组件能够通过十字滑台在平面上灵活滑动调节位置，进而模拟震源处于不同方向时的地震作用；此外，通过控制激励组件的输出功率即可模拟不同震级的地震作用；因此，本方案显著提高了试验装置的功能性。

进一步的，所述激励组件包括滑块、固定在滑块上的壳体、位于壳体内部的激励装置、位于壳体顶部的导向帽；所述壳体顶面外沿设置环形台阶，所述导向帽底面开设与所述环形台阶相匹配的环槽，所述导向帽沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲；所述壳体顶部与所述腔体的顶部腔壁接触。

滑块与十字滑台配合，通过任意现有驱动方式实现在平面上的运动即可，在此不做限定。本方案由滑块带动壳体同步运动，激励装置安装在壳体内，由于壳体顶部与腔体的顶部腔壁接触，因此激励装置工作产生的激振波通过壳体传递至基台，再通过基台传递至承台，最终传递至挡土墙试样和其后方的土体内。

本方案为了降低能量散溢，使壳体与顶部腔壁始终保持接触；考虑到由于十字滑台的存在，为了不对激励组件的整体移动产生干涉，腔体内部不便于设置支撑结构，而基台上方的荷载较大，有可能会导致基台在腔体中心处局部向下凹陷。为了克服上述问题，本方案还在壳体顶面外沿设置环形台阶，在壳体顶部安装导向帽，通过导向帽底面的环槽与前述环形台阶进行卡合，进而保证导向帽的径向稳定；导向帽沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲，因此可保证激励组件往任何方向运动时导向帽均能够起引导作用，通过向下弯曲的部位使激励组件整体进入指定区域，即使某些位置的基台在腔体中心处局部向下凹陷，也能够由导向帽的外沿先进入该区域下方，再随着激励组件的整体进入，逐渐将凹陷部位顶起。

进一步的，还包括嵌设在承台顶面的振动传感器、设置在背板上的声波发生器、设置在挡土墙试样上的声波接收器。

本方案中在承台顶面嵌设振动传感器，用于监测激振波传递至边坡模型底部时的振动信号，进而作为控制激励装置输出的反馈信号，有利于工作人员模拟指定等级或烈度下的地震波。此外，声波发生器、声波接收器分别位于模拟边坡的土体两侧，可在有需要时通过声波发生器产生声波，并由声波接收器接收，进而辅助判断模拟土体内部的密实程度或裂缝情况，特别是通过对比激励组件工作前后的声波传播数据，来评估地震作用对边坡、以及装配式挡土墙的影响。

进一步的，所述箱体的相对两侧壁均开设与所述背板相匹配的插槽，所述背板的两端分别位于两侧插槽内；还包括开设在所述背板上的若干通孔，所述通孔用于孔压计穿过；每个通孔均配备有堵头。

由于本装置中背板需要对土体起定位和限位作用，需要保证背板的充分稳定，所以本方案在箱体的两侧侧壁上开设插槽，使得背板的两端分别插入两侧的插槽内，即可保证背板稳定。在需要安装背板时，自箱体顶部自上而下插入即可。此外，本方案在背板上开设若干通孔，使不同的孔压计可插入不同深度，能够更加提高对模拟边坡的土体内部的孔隙压力的监测完整性。当某通孔未插入孔压计时，可采用堵头对其进行封堵以避免土体流失。

此外，由于需要向背板与挡土墙试样之间的区域填充现场土体，因此若提前设置孔压计，容易导致孔压计受损，而若将孔压计设置在上方，又会干涉喷淋组件的工作、或受喷淋组件工作时的震动干扰导致探头在土体内不断晃动、进而导致孔隙压力测量不准。所以本方案通过背板来安装若干孔压计，还可克服前述缺陷，有利于提高孔压计的使用安全性和准确性。

进一步的，还包括可拆卸连接在箱体顶部的顶盖、用于调控箱体内部温度的温度控制装置、用于调控箱体内部湿度的湿度控制装置；所述喷淋组件安装在所述顶盖上。

本方案将箱体顶部的顶盖设置为可打开的结构，这有利于从上部装填土体进入箱体内部，避免了需要从前后两侧装填土体的操作难题。此外，还可通过温度控制装置、湿度控制装置调控箱体内部的温度、湿度，进而使得试验环境更加灵活多样，更加提高本装置的功能性。

其中，顶盖与箱体之间的可拆卸连接方式，以及温度控制装置、湿度控制装置的具体类型，均可采用现有技术实现，在此不做限定。

进一步的，所述喷淋组件包括水管、连接在所述水管上的若干喷头；还包括位于挡土墙试样与背板之间的土壤湿度传感器。通过任意供水方式向水管供水，从各喷头喷水以模拟降雨环境，通过控制水管流量即可模拟不同降雨量。其中水管可位于顶盖外部和/或穿过顶盖内部。土壤湿度传感器可用于监测模拟边坡的土体内部的含水量，进而与挡土墙压力或位移数据提供横向参考；其中土壤湿度传感器同样采用现有传感技术即可。

进一步的，还包括分别位于箱体相邻两侧壁的第一箱门、第二箱门；所述背板位于第一箱门与挡土墙试样之间；所述背板至第一箱门之间具有向下倾斜的斜坡；所述第二箱门位于挡土墙试样远离背板所在方向的一侧。

本方案为箱体设置两个箱门，其中第二箱门主要用于在试验开始之前安装挡土墙试样和位移传感器等、以及日常进入箱体对设备的维护，因此其位于挡土墙试样的前侧方向；而第一箱门主要用于更换土体和坡形等。

具体的，由于本申请能够验证降雨、地震等环境下的边坡及挡土墙稳定性，因此在作业现场可能具有更换不同岩性的土体或坡形进行试验的需求；而本申请装填土体时优选的自上而下倾倒装入，因此当需要更换土体时就存在一定困难，若人为自上方挖出需要花费较多时间和经济成本；且由于挡土墙试样底部受基础组件限制，也不便于从第二箱门处更换土体。基于此，本方案还在背板与后侧方向设置第一箱门，并在背板至第一箱门之间设置向下倾斜的斜坡，若需要更换土体时，仅需卸下背板、打开第二箱门，即可快速将箱体内模拟边坡的土体运出，甚至可以推动挡土墙试样向后运动将土体整体推出，可显著提高更换土体的效率。

需要说明的是，本领域技术人员应当理解，本申请中的前、后，是以挡土墙试样所在方向为前、背板所在方向为后。

基于本申请中可移动多用途挡墙模拟试验装置的试验方法，包括：

装配挡土墙试样，将若干压力传感器安装在挡土墙试样背面；

将挡土墙试样安装至箱体内，向挡土墙试样内装入现场土体；

设置基础组件，在箱体内安装背板；

往背板、箱体和挡土墙试样围绕而成的区域内填充现场土体，填充过程中在设定深度安装孔压计；

修整所述现场土体至设定坡度；

在挡土墙试样正面的基础组件上设置支架，在支架上安装位移传感器；

开始试验，试验过程中模拟降雨和/或地震作用。

需要说明的是，本申请中的挡土墙试样为装配式挡土墙按指定比例缩小后的试样，因此其内部需填充基质，本方法以现场土体作为内部填充的基质。

本发明与现有技术相比，有益效果至少包括：

1、本发明一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，将传统的现场试验方式改变为在试验箱体中进行，试验环境稳定可控，不再受现场天气影响，可人为快速模拟降水、积水等作用在边坡或基础的模型上，进而验证不同降水、积水对挡土墙性能的影响。

2、本发明一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，能够得到连续且精确的压力、位移等数据，为工作人员验证挡土墙性能提供科学合理的依据，克服了现有技术仅能通过肉眼判断的不足。

3、本发明一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，箱体可随道路施工进度而不断移动位置，或直接将箱体放置在办公区域附近，因此克服了当前段道路施工完成后需要拆解挡土墙试样的问题，可利用整个道路的施工工期对该装配式挡土墙的效果进行充分验证，更加提高现场验证的准确性和可靠性。

4、本发明一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，设置了专用的基础组件，更好的模拟现场工况，有利于作业人员掌握挡土墙的受力与形变情况；设置了专用的激励组件来模拟地震作用，可以有效模拟地震波自下方传递的方式、模拟不同震级的、震源处于不同方向的地震作用。

5、本发明一种可移动多用途挡墙模拟试验装置及其试验方法，可快速将箱体内模拟边坡的土体运出，显著提高更换土体的效率，使得本申请不仅能够用于现场的长时间试验，也能够快速更换土体进行不同岩性或坡形或装配式挡土墙结构的试验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的剖视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3本发明具体实施例中激励组件的剖视图；

图4本发明具体实施例中激励组件的壳体的结构示意图；

图5本发明具体实施例中背板的安装示意图；

图6本发明具体实施例在安装过程中的示意图；

图7为本发明具体实施例中预制框体的结构示意图；

图8为本发明具体实施例中预制框体安装植生组件后的结构示意图；

图9为本发明具体实施例中植生组件的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-箱体，2-挡土墙试样，3-背板，4-压力传感器，5-位移传感器，6-孔压计，7-基台，8-承台，9-滤水板，10-排水通道，11-腔体，12-十字滑台，13-激励组件，131-滑块，132-壳体，133-激励装置，134-环形台阶，135-导向帽，14-振动传感器，15-声波发生器，16-声波接收器，17-通孔，18-顶盖，19-温度控制装置，20-湿度控制装置，21-水管，22-喷头，23-土壤湿度传感器，24-第一箱门，25-第二箱门，26-斜坡，27-支撑杆，28-太阳能电池板，29-Z形定位件，30-支架。

201-前侧面，202-左侧面，203-右侧面，204-后侧面，205-框架，206-限位扣，207-植生面板，208-方孔，209-第一插槽，2010-植生背板，2011-植生窗，2012-隔板，2013-伸缩板，2014-第二插槽，2015-挡板，2016-控根凸棱，2017-装配槽，2018-凸起，2019-第一凹槽，2020-第二凹槽，2021-挂环，2022-防脱槽，2023-装配条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。在本申请的描述中，需要理解的是，诸如术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1

如图1与图2所示的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体1、位于箱体1内的挡土墙试样2，还包括可拆卸连接在箱体1侧壁的背板3、位于箱体1内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样2安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样2与背板3之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样2所受压力的压力传感器4、用于监测挡土墙试样2位移的位移传感器5、用于监测挡土墙试样2与背板3之间孔隙压力的孔压计6。

本实施例的基础组件包括固定在箱体1内部底面的基台7、堆砌在所述基台7上的承台8，所述挡土墙试样2的底端插入所述承台8内，所述背板3底面位于所述基台7顶面，且所述承台8侧面与所述背板3抵接；所述基台7顶面设置滤水板9、滤水板9下方连通排水通道10，所述排水通道10延伸至箱体1外部。此外，还在基台7内部开设腔体11、腔体11内设置十字滑台12，所述十字滑台12上滑动配合有激励组件13。

本实施例中的激励组件13如图3与图4所示，包括滑块131、固定在滑块131上的壳体132、位于壳体132内部的激励装置133、位于壳体132顶部的导向帽135；所述壳体132顶面外沿设置环形台阶134，所述导向帽135底面开设与所述环形台阶134相匹配的环槽，所述导向帽135沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲；所述壳体132顶部与所述腔体11的顶部腔壁接触。还包括嵌设在承台8顶面的振动传感器14、设置在背板3上的声波发生器15、设置在挡土墙试样2上的声波接收器16。

本实施例在箱体内设置控制器，控制器与压力传感器4、位移传感器5、孔压计6、声波发生器15、声波接收器16、激励装置133等均信号连接，以实现控制和信号反馈的功能；并且控制器可与计算机、触屏等人机交互设备信号连接，便于工作人员远程控制及获取实时的试验参数。

在更为优选的实施方式中，声波发生器15设置在背板的被测，声波接收器16设置在挡土墙试样的前侧。

在更为优选的实施方式中，如图2所示，还包括位于所述排水通道10内、用于支撑所述滤水板9的若干支撑杆27。

在更为优选的实施方式中，箱体1外侧可设置吊耳便于装车运输，箱体1底部可设置带刹万向轮便于灵活移动。

实施例2

一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，在实施例1的基础上，所述箱体1的相对两侧壁均开设与所述背板3相匹配的插槽，所述背板3的两端分别位于两侧插槽内；还包括开设在所述背板3上的若干通孔17，所述通孔17用于孔压计6穿过；每个通孔17均配备有堵头。

还包括可拆卸连接在箱体1顶部的顶盖18、用于调控箱体1内部温度的温度控制装置19、用于调控箱体1内部湿度的湿度控制装置20；所述喷淋组件安装在所述顶盖18上。

所述喷淋组件包括水管21、连接在所述水管21上的若干喷头22；还包括位于挡土墙试样2与背板3之间的土壤湿度传感器23。

还包括分别位于箱体1相邻两侧壁的第一箱门24、第二箱门25；所述背板3位于第一箱门24与挡土墙试样2之间；所述背板3至第一箱门24之间具有向下倾斜的斜坡26；所述第二箱门25位于挡土墙试样2远离背板3所在方向的一侧。

在更为优选的实施方式中，土壤湿度传感器23也从通孔17中插入，即部分通孔用于插入孔压计6、部分通孔用于插入土壤湿度传感器23；若还有剩余通孔，则用堵头进行封堵。

在更为优选的实施方式中，顶盖18上表面铺设太阳能电池板28，可用于为箱体1内部的用电设备辅助供电。

实施例3

一种可移动多用途挡墙模拟试验方法，基于实施例2中的试验装置实现，具体包括如下步骤：

S1、装配挡土墙试样2，将若干压力传感器4安装在挡土墙试样2背面；

S2、将挡土墙试样2安装至箱体1内，使挡土墙试样2位于基台7上靠近第二箱门25的一端；向挡土墙试样2内装入现场土体；

S3、设置基础组件，在箱体1内安装背板3；具体包括：

在挡土墙试样2前侧方向堆砌第一部分现场土体；在基台7上临时固定Z形定位件29，使Z形定位件29的底边固定在基台7上、顶边的端部抵接在挡土墙试样2前侧表面，并使Z形定位件29扣在第一部分现场土体上，即是使第一部分现场土体位于Z形定位件29与挡土墙试样2之间的区域内；

自上而下下放背板3，使背板3的两端分别进入箱体1两侧壁的插槽内，将背板3下放到底，使背板3底面与基台7顶面接触；

S4、往背板3、箱体1和挡土墙试样2围绕而成的区域内填充第二部分现场土体，填充过程中在设定深度安装孔压计6和/或土壤湿度传感器23；具体包括：

填充现场土体，直至土体表面高度抵达位于自下而上第一层孔压计6和/或土壤湿度传感器23所对应的通孔17的高度；将第一层的孔压计6和/或土壤湿度传感器23从对应的通孔17中插入值设定深度；

继续填充现场土体，直至土体表面高度抵达位于自下而上第二层孔压计6和/或土壤湿度传感器23所对应的通孔17的高度；将第二层的孔压计6和/或土壤湿度传感器23从对应的通孔17中插入值设定深度；

以此类推，直至最上层的孔压计6和/或土壤湿度传感器23均完成安装，采用堵头封堵未使用的通孔17；

填充剩余现场土体，完成第二部分现场土体的填充作业；

S5、修整所述现场土体至设定坡度，使坡面朝向挡土墙试样2方向向下倾斜；此时试验装置的状态如图6所示；

S6、拆卸Z形定位件29，在挡土墙试样2前侧的基础组件上安装支架30，通过支架30安装若干位移传感器5；此时试验装置的状态如图1所示；

S7、安装顶盖18，在水管21的端部连接供水装置；

S8、启动压力传感器4、位移传感器5、孔压计6、土壤湿度传感器23，开始试验；

试验过程中通过控制器实时接收各传感器的信号并反馈至用户；

试验过程中，当需要模拟降雨环境时，根据需要模拟的降水量大小向水管21供水，通过各喷头22喷水或滴水；

试验过程中，当需要模拟作用时，根据需要模拟的震源方位控制滑块131在十字滑台12上移动至设定位置，然后通过激励装置133发出指定功率下的震动激励。

其中，激励装置133可采用现有技术中的任意震动方式，如电机驱动凸轮敲击腔体11内壁。

其中，Z形定位件29可采用如螺栓等现有临时固定方式连接在基台7上。

实施例4

在上述任一实施例的基础上，被试验的挡土墙试样如图7至图9所示，包括相互拼接的若干预制框体，所述预制框体呈方形；预制框体的前侧面201开设方孔208，预制框体的左侧面202、右侧面203和后侧面204均封闭，预制框体的底面设置框架205，预制框体的顶面敞口；还包括穿过所述方孔208的植生组件，所述植生组件与所述前侧面201可拆卸连接，且所述植生组件高度可调。

所述植生组件包括植生面板207、可拆卸连接在植生面板207相对两端的限位扣206；所述方孔208的横向两侧孔壁上均开设若干纵向分布的第一插槽209，方孔208两侧的第一插槽209相互正对；所述第一插槽209与所述植生面板207相匹配，且所述第一插槽209的轴线从预制框体外部至内部方向逐渐向下倾斜。所述植生面板207位于预制框体内部的一端固定连接有植生背板2010，所述植生背板2010上开设若干植生窗2011，相邻两个植生窗2011之间设置隔板2012，所述隔板2012与植生面板207和/或植生背板2010固定连接。

所述植生组件还包括与植生面板207固定连接的伸缩板2013，所述方孔208的下侧孔壁上开设与所述伸缩板2013相匹配的第二插槽2014；所述伸缩板2013与所述植生背板2010分别位于植生面板207的两侧，且伸缩板2013与植生背板2010相互平行；当植生组件连接在前侧面201时，所述伸缩板2013与植生背板2010均竖直分布，且所述伸缩板2013的底端插入至所述第二插槽2014内。

所述植生组件还包括位于植生背板2010横向两端的挡板2015，所述挡板2015固定在植生面板207与植生背板2010之间；所述植生面板207朝向植生背板2010所在方向的一侧表面还设置有若干相互平行的控根凸棱2016。

所述植生面板207的相对两端均开设与所述限位扣206相匹配的装配槽2017，所述装配槽2017用于安装所述限位扣206。

安装植生组件后的预制框体如图8所示。

本实施例中，控根凸棱2016的轴线朝向植生窗2011方向延伸。

预制框体的前侧面201、左侧面202、右侧面203和后侧面204的顶端均设置凸起2018；所述前侧面201、左侧面202、右侧面203和后侧面204的底端均开设第一凹槽2019；所述凸起2018与所述第一凹槽2019一一对应且相互匹配。

本实施例中还在预制框体的左侧面202和右侧面203顶端的凸起2018上均开设第二凹槽2020，所述第二凹槽2020内固定挂环2021。

本实施例还在预制框体的左侧面202外壁开设自顶部敞口的防脱槽2022，所述右侧面203外壁固定有与所述防脱槽2022相匹配的装配条2023。

其中，凸起2018、装配条2023等均与预制框体一体成型；挂环2021预埋在预制框体内。

本实施例对于挡土墙试样的装配方法包括以下步骤：

在边坡前方开挖基础，在基础内装入最底层的预制框体，使横向相邻的预制框体相互拼接，向最底层的预制框体内装填现场土体并压实。

其中，使横向相邻的预制框体相互拼接的方法包括：将前一个预制框体在基础内吊装就位；吊装后一个预制框体，自上而下下放，使其上的装配条/防脱槽与前一个预制框体的防脱槽/装配条逐渐配合。

吊装上一层预制框体，使新装配的预制框体与下方和横向相邻的预制框体均相互拼接；即是使位于上方的预制框体底部的第一凹槽2019扣在位于下方的预制框体的对应凸起2018上，并使新吊装的预制框体的装配条/防脱槽与横向相邻的预制框体的防脱槽/装配条配合；

向上一层的预制框体内填充现场土体，使填充高度与框架205的顶面等高；

将土工布裁剪成与预制框体内部相匹配的尺寸，在该层的预制框体内部均铺设土工布；

在当前层预制框体的前侧面201，根据设定高度安装植生组件；

向当前层预制框体内装填现场土体并压实。

其中，安装植生组件的方法包括：

卸下限位扣206，将植生组件置于预制框体内部，使植生面板207朝向方孔208所在方向；

将植生面板207两端对齐设定高度所对应的第一插槽209，将植生面板207从预制框体内部插入第一插槽209内，直至装配槽2017露出至预制框体外侧；

从预制框体外侧将限位扣206安装在两侧的装配槽2017内；

观察伸缩板2013是否在重力作用下自然下坠至插入第二插槽2014内，若否，则人力推动伸缩板2013伸长，直至伸缩板2013底端插入至第二插槽2014内。

重复吊装上一层预制框体的步骤，直至完成最顶层预制框体的吊装；

将根部带有土球的植物栽种在在各植生面板207上，使土球局部或全部穿过植生窗2011。

本实施例的挡土墙试样所模拟的挡土墙体系，相较于现有技术具有如下优点：

采用预制框体同时作为挡土墙的墙体与植物生长的基质填充空间，所拼接而成的挡土墙整体保持后部封闭状态，因此植物根系不会扎入至墙后边坡内，即使在更换新的植物时，也不会对墙后边坡的表层土体造成任何干扰，因此更加有利于边坡自身保持稳定。

在雨水大量冲刷下也不会导致土体基质向外流失，并且预制框体蓄水能力与渗水能力均较强，有利于植物长期稳定生长；上下相邻的预制框体之间可通过土工布进行隔离，土工布能适当阻隔上下相邻的预制框体之间内的土体，避免上下分布的不同植物出现根系相互盘绕的问题，降低更换植物时对上下相邻植物的干扰。

能够适用于不同植物在挡土墙上的混植，可避免现有生态挡土墙绿植单一、容易导致司机视觉疲劳等问题，更加有利于形成空间层次分明的绿植毯、有利于充分利用栽培的植物遮挡后方的预制框体。

可用于容纳移载植物的自带土球，便于现场快速栽种植物，提高栽种或更换效率；并且可在外侧隔开相邻两个植生窗所栽种的植物，确保其在生长发育初期尽量不要互相遮挡阳光。

可不受植生组件安装高度限制的对植生组件下方的方孔进行封堵，以此防止装填在预制框体内部的土体从该区域流失；还可通过控根凸棱阻挡植物根系盘旋生长、引导植物根系向深入植生窗的方向延伸生长，以此降低植物根系之间相互缠绕、严重打结的概率。

可在不现浇构造柱的前提下实现相邻预制框体的横向稳定装配，因此避免了现场的大高程浇筑作业、有利于提高装配效率、降低施工成本。

无需将吊绳在预制框体外侧缠绕，因此不会因吊绳占用横向空间而导致装配困难的情况出现；还可降低边坡对吊装作业的干涉，还可降低上部吊绳与边坡之间发生大量摩擦而快速损坏的风险。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。

Claims (10)

1.一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，包括箱体（1）、位于箱体（1）内的挡土墙试样（2），其特征在于，还包括可拆卸连接在箱体（1）侧壁的背板（3）、位于箱体（1）内部的基础组件和喷淋组件，所述挡土墙试样（2）安装在所述基础组件之上，所述喷淋组件位于挡土墙试样（2）与背板（3）之间区域的上方；还包括用于监测挡土墙试样（2）所受压力的压力传感器（4）、用于监测挡土墙试样（2）位移的位移传感器（5）、用于监测挡土墙试样（2）与背板（3）之间孔隙压力的孔压计（6）。

2.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基础组件包括固定在箱体（1）内部底面的基台（7）、堆砌在所述基台（7）上的承台（8），所述挡土墙试样（2）的底端插入所述承台（8）内，所述背板（3）底面位于所述基台（7）顶面，且所述承台（8）侧面与所述背板（3）抵接；

所述基台（7）顶面设置滤水板（9）、滤水板（9）下方连通排水通道（10），所述排水通道（10）延伸至箱体（1）外部。

3.根据权利要求2所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述基台（7）内部开设腔体（11）、腔体（11）内设置十字滑台（12），所述十字滑台（12）上滑动配合有激励组件（13）。

4.根据权利要求3所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述激励组件（13）包括滑块（131）、固定在滑块（131）上的壳体（132）、位于壳体（132）内部的激励装置（133）、位于壳体（132）顶部的导向帽（135）；所述壳体（132）顶面外沿设置环形台阶（134），所述导向帽（135）底面开设与所述环形台阶（134）相匹配的环槽，所述导向帽（135）沿径向方向由内至外逐渐向下弯曲；所述壳体（132）顶部与所述腔体（11）的顶部腔壁接触。

5.根据权利要求3所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括嵌设在承台（8）顶面的振动传感器（14）、设置在背板（3）上的声波发生器（15）、设置在挡土墙试样（2）上的声波接收器（16）。

6.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述箱体（1）的相对两侧壁均开设与所述背板（3）相匹配的插槽，所述背板（3）的两端分别位于两侧插槽内；还包括开设在所述背板（3）上的若干通孔（17），所述通孔（17）用于孔压计（6）穿过；每个通孔（17）均配备有堵头。

7.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括可拆卸连接在箱体（1）顶部的顶盖（18）、用于调控箱体（1）内部温度的温度控制装置（19）、用于调控箱体（1）内部湿度的湿度控制装置（20）；所述喷淋组件安装在所述顶盖（18）上。

8.根据权利要求7所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，所述喷淋组件包括水管（21）、连接在所述水管（21）上的若干喷头（22）；还包括位于挡土墙试样（2）与背板（3）之间的土壤湿度传感器（23）。

9.根据权利要求1所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置，其特征在于，还包括分别位于箱体（1）相邻两侧壁的第一箱门（24）、第二箱门（25）；所述背板（3）位于第一箱门（24）与挡土墙试样（2）之间；所述背板（3）至第一箱门（24）之间具有向下倾斜的斜坡（26）；所述第二箱门（25）位于挡土墙试样（2）远离背板（3）所在方向的一侧。

10.基于权利要求1~9中任一所述的一种可移动多用途挡墙模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括：

装配挡土墙试样（2），将若干压力传感器（4）安装在挡土墙试样（2）背面；

将挡土墙试样（2）安装至箱体（1）内，向挡土墙试样（2）内装入现场土体；

设置基础组件，在箱体（1）内安装背板（3）；

往背板（3）、箱体（1）和挡土墙试样（2）围绕而成的区域内填充现场土体，填充过程中在设定深度安装孔压计（6）；

修整所述现场土体至设定坡度；

在挡土墙试样（2）正面的基础组件上设置支架，在支架上安装位移传感器（5）；

开始试验，试验过程中模拟降雨和/或地震作用。